적정기술과 종이원심분리기

 

적정 기술(Appropriate Technology)은 개발도상국이나 지역사회의 정치, 문화, 환경적 조건을 고려하여 저비용, 소규모, 노동집약적, 친환경적인 방식으로 삶의 질을 높이는 '따뜻한 기술'을 의미하며 현지 재료와 기술을 활용해 누구나 쉽게 제작/수리할 수 있어 지속 가능한 자립을 지원한다. 페트병 전구나 굴릴 수 있는 물통 큐드럼, 수분의 기화를 이용한 항아리 냉장고, 오염된 물을 바로 마실 수 있는 휴대용 빨대형 정수기 등이 있다.

이 적정 기술의 가장 대표적인 사례 중 하나가 종이 원심분리기(Paperfuge)이다. 아프리카에서 가장 문제가 되는 질병 중 하나가 말라리아인데 한 해 수십만 명이 목숨을 잃는다고 한다. 말라리아는 미리 예방약을 먹거나 '클로로퀸'같은 치료약을 먹으면 호전될 수 있지만 병원 같은 의료 인프라가 부족한 아프리카에선 말라리아 진단부터 어려운 게 현실이다. 

말라리아 감염은 현미경으로 혈액에서 말라리아 말라리아 원충에 감염된 혈구를 확인한 뒤, 혈구속 말라리아 원충을 분리해 내는 방식으로 진단하는데, 이를 위해선 빠른 속도로 혈액 샘플을 회전시켜 혈액 속 성분인 혈장과 혈구 등을 분리할 수 있는 '원심분리기'가 필요하다. 하지만 원심분리기는 가격도 비싸고, 무엇보다 안정적인 전기 공급이 필요하다 보니 아프리카 같은 오지에서는 사용이 쉽지 않다는 문제가 있다.

이런 문제를 해결하고자 2017년 미국 스탠퍼드대 마누 프라카시 교수가 종이 원심분리기를 개발해 냈다. 원반 모양 종이판에 연결된 실을 양쪽에서 당기면 빠르게 회전하는 실팽이의 원리를 이용한 이 원심분리기는 단돈 20센트면 만들 수 있고 회전속도가 분당 12만 5천 rpm까지 올라가 1분 30초 만에 혈액에서 혈장과 혈구를 분리시킬 수 있다. 

2020년엔 국내 연구진이 아이들이 갖고 놀던 피젯스피너의 원리를 이용, 세균 감염 진단 기구인 '진단용 스피너'를 개발하기도 했다. 시료인 소변을 넣고 돌리면 원심력으로 시료가 이동하며 필터 위에 병원균만 걸러져 100배 이상 농축되는 건데, 시약을 넣고 45분동안 기다리기만 하면 세균이 있는지 여부가 색깔로 나타난다. 세균을 배양하는 기존 검사법보다 간단하면서도 정확도는 높고, 비용도 개당 600원 정도로 저렴하다고 하며 의료 인프라가 부족한 오지에서는 요로감염 등 세균성 질환 진단에만 며칠 씩 걸리던 것을 한 시간 내로 단축되는 효과가 있다.